WO2019196267A1 - 机床刀库门联动装置和应用于数控加工机床的刀库 - Google Patents

机床刀库门联动装置和应用于数控加工机床的刀库 Download PDF

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Abstract

一种机床刀库门联动装置及设置有该机床刀库门联动装置的刀库，该机床刀库门联动装置包括：第一支架（450），其上端与刀库的水平移动门（430）连接；钢丝绳（460），通过若干槽轮串联构成闭环回路，第一支架（450）的下端固定连接于闭环回路的一侧；第二支架（451）一端与闭环回路的另一侧连接，另一端与第一平板（441）的上端活动连接，第一平板（441）的上端在第二支架（451）的牵引下沿垂直于Y轴的方向移动。该机床刀库门联动装置利用Y轴横梁在水平方向上的运动为刀库门提供开闭的动力，而不需要使用气缸或油缸，因此在很大程度上降低了成本。

Description

机床刀库门联动装置和应用于数控加工机床的刀库 技术领域
本申请涉及数控加工技术领域，具体涉及一种机床刀库门联动装置和应用于数控加工机床的刀库。
背景技术
刀库门是加工中心刀库换刀功能的关键组成部分，在主轴换刀时自动开启，换刀结束后自动关闭以起到防水、防尘和防铁屑作用。刀库设置于位于主轴和横梁下方，主轴通过导轨连接于鞍座上，沿Z轴(即竖直方向)上下移动，鞍座与横梁连接。刀库门打开时，主轴从工作区域上移松刀，再沿Y轴(即水平方向)移动至换刀区域，下移抓取刀具进行换刀；主轴换刀结束后上移移出刀库，同时刀库门关闭。
现有技术当中，如图1所示，刀库400包括箱体410、设置于箱体410内部的刀架420、沿Y轴设置且位于Y轴横梁下方的水平移动门430，以及垂直于所述Y轴并靠近主轴一侧设置的竖直移动门440，所述竖直移动门440由第一平板441和第二平板构成，所述第一平板441与第二平板之间通过铰链合页443活动连接。水平移动门430上连接有一水平气缸600，用于推动水平移动门430在Y轴方向移动；竖直移动门440中第二平板上连接有一倾斜设置的气缸600，用于使第二平板以第二平板的底端为中心转动，从而令第一平板441的上端沿Z轴滑动，即，控制竖直移动门440的开闭。
该刀库400的水平移动门430和竖直移动门440各需要一气缸600提供驱动里来实现刀库门的开闭，因此成本较高，且耗费能源较高。
技术问题
本申请的主要目的在于提供一种机床刀库门联动装置和应用于数控加工机床的刀库，旨在解决现有的刀库门需要两气缸提供开关门 的动力，其成本和耗能较高的问题。
技术解决方案
为解决上述技术问题，本申请提出一种机床刀库门联动装置，设置于主轴和Y轴横梁下方的刀库内，所述刀库包括箱体、设置于箱体内部的刀架、箱体上端面沿Y轴设置的水平移动门，以及位于箱体靠近主轴一侧且垂直于Y轴的竖直移动门，所述竖直移动门由第一平板和第二平板构成，所述第一平板与第二平板之间通过铰链合页活动连接，所述水平移动门上端与所述Y轴横梁连接，所述机床刀库门联动装置包括：
第一支架，其上端与所述水平移动门连接；
钢丝绳，通过若干槽轮串联构成闭环回路，第一支架的下端固定连接于所述闭环回路的一侧；
第二支架，一端与所述闭环回路的另一侧连接，另一端与所述第一平板的上端活动连接，所述第一平板的上端在第二支架的牵引下沿垂直于Y轴的方向移动。
优选地，所述机床刀库门联动装置还包括滑块，位于所述第一平板的上端和第二支架之间，所述箱体靠近主轴一侧开设有垂直于Y轴的滑槽，所述滑块在第二支架的牵引下沿所述滑槽上下滑动。
优选地，所述若干槽轮包括第一槽轮、第二槽轮、第三槽轮和第四槽轮，其中，第一槽轮和第二槽轮沿Y轴并行设置，所述第三槽轮位于第一槽轮与第二槽轮之间的下方，所述第四槽轮位于所述第一槽轮的正下方，所述第一支架固定在所述第一槽轮和第二槽轮之间的钢丝绳上，所述第二支架固定在所述第一槽轮与第四槽轮之间的钢丝绳上。
优选地，所述机床刀库门联动装置还包括碰块和缓冲块，所述碰块设置于所述Y轴横梁下端靠近主轴一侧，所述缓冲块设置于所述水平移动门上端，所述碰块用于在所述Y轴横梁移动时推动缓冲块沿Y轴平移。
优选地，所述缓冲块与所述碰块接触的一面设置有弹性的橡胶 垫。
优选地，所述箱体的上端面设置有一挡板，所述挡板位于所述缓冲块的对侧，所述挡板与缓冲块之间水平设置有弹簧。
本申请还提出一种应用于数控加工机床的刀库，包括如前所述的机床刀库门联动装置。
有益效果
本申请直接利用Y轴横梁在水平方向上的运动，为刀库的水平移动门提供前后移动的动力，Y轴横梁沿Y轴水平后移时，推动水平移动门430水平后移，使水平移动门下方连接的第一支架带动钢丝绳形成的闭环回路逆时针转动，从而第二支架和第一平板沿竖直方向下移，从而完成打开刀库门的动作。本申请不需要使用气缸或油缸为刀库门提供开闭的动力，因此在很大程度上降低了成本，同时，不使用驱动气缸或油缸，可节省气(油)用量，令本申请的能耗更低，进一步降低成本。
附图说明
图1为本申请现有技术中刀库的结构示意图；
图2为本申请机床刀库门联动装置的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 主轴 450 第一支架
200 横梁 451 第二支架
300 鞍座 460 钢丝绳
400 刀库 471 第一槽轮
410 箱体 472 第二槽轮
411 滑槽 473 第三槽轮
412 挡板 474 第四槽轮
420 刀架 480 滑块
421 刀具 490 碰块
430 水平移动门 491 缓冲块
440 竖直移动门 492 弹簧
441 第一平板 500 底座
442 第二平板 600 气缸
443 铰链合页    
本申请的实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提出一种机床刀库门联动装置，设置于主轴100和Y轴横梁200下方的刀库400内，如图2所示，刀库400包括箱体410、设置于箱体410内部的刀架420、箱体410上端面沿Y轴(如图2所示，Y轴即水平方向)设置的水平移动门430，以及位于箱体410靠近主轴100一侧且垂直于Y轴的竖直移动门440，竖直移动门440由第一平板441和第二平板442构成，第一平板441与第二平板442之间通过铰链合页443活动连接，第二平板442可以以其下端为轴心，在竖直平面上转动。
其中，如图2所示，刀库400设置于位于主轴100和Y轴横梁200下方的底座500内，主轴100通过导轨连接于鞍座300上，沿Z轴(即垂直于Y轴的竖直方向)上下移动，鞍座300与Y轴横梁200连接。刀架420位于箱体410内部，需要换刀时，所需的刀具421沿刀架420输送至水平移动门430与第一平板441相交处。如图2所示，当主轴100从工作区域沿导轨上移松刀，再沿Y轴水平后移至换刀区域(即设置刀库400的区域)时，刀库门打开，即，水平移动门430水平后移，竖直移动门440竖直下移，主轴100下移抓取刀具421进行换刀，换刀结束后主轴100上移移出刀库400，此时水平移动门 430水平前移，竖直移动门440竖直上移，使刀库400关闭。本申请中所述的“前、后”均如图2所示。
本申请中，如图2所示，所述水平移动门430上端与所述Y轴横梁200连接，机床刀库门联动装置包括：
第一支架450，其上端与水平移动门430连接；
钢丝绳460，通过若干槽轮串联构成闭环回路，该闭环回路呈倒L形，为便于描述，且分为水平部和竖直部，水平部包括上、下两路，竖直部包括与水平部上、下两路分别对应连接的前、后两路。第一支架450的下端固定连接于闭环回路的一侧，即该闭环回路中水平部的下路；
第二支架451，一端与闭环回路的另一侧，即闭环回路中竖直部的前路连接，另一端与第一平板441的上端活动连接，第一平板441的上端在第二支架451的牵引下沿垂直于Y轴的方向移动。
如图2所示，本申请主轴100与Y轴横梁200沿Y轴水平后移时，Y轴横梁200推动水平移动门430水平后移，后移过程中，水平移动门430下方连接的第一支架450带动钢丝绳460形成的闭环回路逆时针转动，此时，第二支架451则沿竖直方向下移，带动第一平板441的上端沿竖直方向下移，第一平板441的下端与第二平板442的上端在铰链合页443处折叠，从而完成打开刀库门的动作。
如图2所示，主轴100完成换刀后返回工作区域，与Y轴横梁200沿Y轴水平前移时，Y轴横梁200推动水平移动门430水平前移，前移过程中，水平移动门430下方连接的第一支架450带动钢丝绳460形成的闭环回路顺时针转动，此时，第二支架451则沿竖直方向上移，带动第一平板441的上端沿竖直方向上移，第一平板441的下端连接第二平板442的上端上移，第一平板441的上端与水平移动门430的前端交汇，从而完成关闭刀库门的动作。
本申请直接利用Y轴横梁200在水平方向上的运动，为刀库400的水平移动门430提供移动的动力，同时在钢丝绳460和槽轮所组成的闭环回路的连接下，水平移动门430带动竖直移动门440上下移动，从而完成刀库门的开闭动作。本申请不需要使用气缸600或油缸为刀 库门提供开闭的动力，因此在很大程度上降低了成本，同时，不使用驱动气缸600或油缸，可节省气(油)用量，令本申请的能耗更低，进一步降低成本。
在一较佳实施例中，如图2所示，机床刀库门联动装置还包括滑块480，位于第一平板441的上端和第二支架451之间，滑块480与第一平板441的上端铰接，箱体410靠近主轴100一侧开设有垂直于Y轴(即竖向)的滑槽411，滑块480在第二支架451的牵引下沿滑槽411上下滑动，滑槽411限定滑块480只在竖直方向移动。
在一较佳实施例中，如图2所示，若干槽轮包括第一槽轮471、第二槽轮472、第三槽轮473和第四槽轮474，其中，第一槽轮471和第二槽轮472沿Y轴并行设置，第三槽轮473位于第一槽轮471与第二槽轮472之间的下方，第四槽轮474位于第一槽轮471的正下方，第一支架450固定在第一槽轮471和第二槽轮472之间的钢丝绳460上，第二支架451固定在第一槽轮471与第四槽轮474之间的钢丝绳460上。
具体地，如图2所示，第一槽轮471位于水平移动门430与竖直移动门440相交汇的位置；第二槽轮472与第一槽轮471在同一水平面上，且位于第一槽轮471的后方；第三槽轮473位于第一槽轮471和第二槽轮472的下方，且位于两者之间；第四槽轮474与第一槽轮471在同一竖直面上，且位于第一槽轮471的下方，钢丝绳460依次沿第一槽轮471的前侧和上侧、第二槽轮472的后侧、第三的前侧和上侧，以及第四槽轮474的下侧经过，构成倒L形的闭环回路，第一槽轮471和第三槽轮473位于该闭环回路的转折处。
如图2所示，第一支架450固定在第一槽轮471和第二槽轮472之间的钢丝绳460上，第二支架451固定在第一槽轮471与第四槽轮474之间的钢丝绳460上。当主轴100与Y轴横梁200沿Y轴水平后移时，Y轴横梁200推动水平移动门430水平后移，水平移动门430下方连接的第一支架450带动钢丝绳460第一槽轮471和第二槽轮472之间的钢丝绳460沿Y轴向后移动，令固定在第一槽轮471与第四槽轮474之间的钢丝绳460上的第二支架451沿竖直方向下 移，带动第一平板441的上端沿竖直方向下移，从而完成打开刀库门的动作。关闭刀库门的动作与此同理，只是各部件的移动方向与打开刀库门时相反，因此不多赘述。
多个槽轮将钢丝绳460串联，完成了水平移动门430与竖直移动门440之间的联动，降低成本的同时，也实现了水平移动门430与竖直移动门440之间的同步动作，缩短了反应时间，提高了机床灵敏度。
在一较佳实施例中，如图2所示，机床刀库门联动装置还包括碰块490和缓冲块491，碰块490设置于Y轴横梁200下端靠近主轴100一侧，缓冲块491设置于水平移动门430上端，碰块490用于在Y轴横梁200移动时推动缓冲块491沿Y轴平移，即推动与缓冲块491连接的水平移动门430沿Y轴平移。作为优选，碰块490设置有前后两块，缓冲块491位于前后两块碰块490之间，当横梁200沿Y轴前移时，在后的碰块490推动缓冲块491前移。
作为优选，缓冲块491与碰块490接触的一面设置有弹性的橡胶垫，用以减缓缓冲块491与碰块490接触时的冲力。
在一较佳实施例中，如图2所示，箱体410的上端面设置有一挡板412，挡板412位于缓冲块491的对侧，挡板412与缓冲块491之间水平设置有弹簧492。Y轴横梁200向后移动，克服弹簧492的压力，推动水平移动门430后移，刀库门打开；Y轴横梁200向前移动时，动力撤销，弹簧492释放势能，实现关门动作。
本申请还提出一种应用于数控加工机床的刀库400，包括如前所述的机床刀库门联动装置。
如图2所示，该刀库400设置于主轴100和Y轴横梁200下方，其内部设置有如前所述的机床刀库门联动装置，主轴100和Y轴横梁200沿Y轴后移时，刀库400的水平移动门430后移，并通过机床刀库门联动装置使得刀库400的竖直移动门440下移，从而完成刀库门打开动作。主轴100和Y轴横梁200沿Y轴前移时，刀库400的水平移动门430前移，并通过机床刀库门联动装置使得刀库400的竖直移动门440上移，从而完成刀库门关闭动作。本申请的刀库400应用于数控加工机床，具有低成本、能耗低和反应速度快等优点。
需要说明，本申请各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求保护的范围之内。
以上所述的仅为本申请的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本申请保护的范围，凡是在与本申请一个整体的构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请保护的范围内。

Claims (12)

  1. 一种机床刀库门联动装置，设置于主轴和Y轴横梁下方的刀库内，所述刀库包括箱体、设置于箱体内部的刀架、箱体上端面沿Y轴设置的水平移动门，以及位于箱体靠近主轴一侧且垂直于Y轴的竖直移动门，所述竖直移动门由第一平板和第二平板构成，所述第一平板与第二平板之间通过铰链合页活动连接，其特征在于，所述水平移动门上端与所述Y轴横梁连接，所述机床刀库门联动装置包括：
    第一支架，其上端与所述水平移动门连接；
    钢丝绳，通过若干槽轮串联构成闭环回路，第一支架的下端固定连接于所述闭环回路的一侧；
    第二支架，一端与所述闭环回路的另一侧连接，另一端与所述第一平板的上端活动连接，所述第一平板的上端在第二支架的牵引下沿垂直于Y轴的方向移动。
  2. 如权利要求1所述的机床刀库门联动装置，其特征在于，还包括滑块，位于所述第一平板的上端和第二支架之间，所述箱体靠近主轴一侧开设有垂直于Y轴的滑槽，所述滑块在第二支架的牵引下沿所述滑槽上下滑动。
  3. 如权利要求1所述的机床刀库门联动装置，其特征在于，所述若干槽轮包括第一槽轮、第二槽轮、第三槽轮和第四槽轮，其中，第一槽轮和第二槽轮沿Y轴并行设置，所述第三槽轮位于第一槽轮与第二槽轮之间的下方，所述第四槽轮位于所述第一槽轮的正下方，所述第一支架固定在所述第一槽轮和第二槽轮之间的钢丝绳上，所述第二支架固定在所述第一槽轮与第四槽轮之间的钢丝绳上。
  4. 如权利要求1所述的机床刀库门联动装置，其特征在于，还包括碰块和缓冲块，所述碰块设置于所述Y轴横梁下端靠近主轴一 侧，所述缓冲块设置于所述水平移动门上端，所述碰块用于在所述Y轴横梁移动时推动缓冲块沿Y轴平移。
  5. 如权利要求4所述的机床刀库门联动装置，其特征在于，所述缓冲块与所述碰块接触的一面设置有弹性的橡胶垫。
  6. 如权利要求5所述的机床刀库门联动装置，其特征在于，所述箱体的上端面设置有一挡板，所述挡板位于所述缓冲块的对侧，所述挡板与缓冲块之间水平设置有弹簧。
  7. 一种应用于数控加工机床的刀库，其特征在于，所述数控加工机床的刀库上设置有机床刀库门联动装置，所述机床刀库门联动装置设置于主轴和Y轴横梁下方的刀库内；
    所述刀库包括箱体、设置于箱体内部的刀架、箱体上端面沿Y轴设置的水平移动门，以及位于箱体靠近主轴一侧且垂直于Y轴的竖直移动门，所述竖直移动门由第一平板和第二平板构成，所述第一平板与第二平板之间通过铰链合页活动连接，其特征在于，所述水平移动门上端与所述Y轴横梁连接，所述机床刀库门联动装置包括：
    第一支架，其上端与所述水平移动门连接；
    钢丝绳，通过若干槽轮串联构成闭环回路，第一支架的下端固定连接于所述闭环回路的一侧；
    第二支架，一端与所述闭环回路的另一侧连接，另一端与所述第一平板的上端活动连接，所述第一平板的上端在第二支架的牵引下沿垂直于Y轴的方向移动。
  8. 如权利要求7所述的数控加工机床的刀库，其特征在于，所述机床刀库门联动装置还包括滑块，位于所述第一平板的上端和第二支架之间，所述箱体靠近主轴一侧开设有垂直于Y轴的滑槽，所述滑块在第二支架的牵引下沿所述滑槽上下滑动。
  9. 如权利要求7所述的数控加工机床的刀库，其特征在于，所述若干槽轮包括第一槽轮、第二槽轮、第三槽轮和第四槽轮，其中，第一槽轮和第二槽轮沿Y轴并行设置，所述第三槽轮位于第一槽轮与第二槽轮之间的下方，所述第四槽轮位于所述第一槽轮的正下方，所述第一支架固定在所述第一槽轮和第二槽轮之间的钢丝绳上，所述第二支架固定在所述第一槽轮与第四槽轮之间的钢丝绳上。
  10. 如权利要求7所述的数控加工机床的刀库，其特征在于，所述机床刀库门联动装置还包括碰块和缓冲块，所述碰块设置于所述Y轴横梁下端靠近主轴一侧，所述缓冲块设置于所述水平移动门上端，所述碰块用于在所述Y轴横梁移动时推动缓冲块沿Y轴平移。
  11. 如权利要求10所述的数控加工机床的刀库，其特征在于，所述缓冲块与所述碰块接触的一面设置有弹性的橡胶垫。
  12. 如权利要求11所述的数控加工机床的刀库，其特征在于，所述箱体的上端面设置有一挡板，所述挡板位于所述缓冲块的对侧，所述挡板与缓冲块之间水平设置有弹簧。
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